Стр. 92 - А.Я.Николаев - Биологическая химия (2004)

Упрощенная HTML-версия

Глава 2. Ферменты
97
Механизм активации частичным протеолизом наиболее характерен для про-
теолитических ферментов (пептидгидролаз). Это связано с тем, что белки, яв­
ляющиеся субстратами пептидгидролаз, составляют основу структурно-функци­
онального аппарата клетки; нерегулируемое действие пептидгидролаз могло бы
быть опасным для клетки. Поэтому в ходе эволюции выработался механизм, зак­
лючающийся в том, что протеолитические ферменты образуются и хранятся в
неактивной и безопасной форме проферментов и активируются в должном месте
и в должный момент. Например, проферменты пищеварительных протеаз акти­
вируются не в клетках, где они синтезируются, а в полости желудка и кишечника
(см. главу 11). Ферменты, участвующие в свертывании крови, активируются лишь
в месте повреждения кровеносных сосудов (глава 21).
Метаболические и регуляторные ферменты
В предыдущем разделе мы отметили роль ферментов в образовании метаболичес­
ких путей и метаболизма в целом. Теперь, немного познакомившись с механизма­
ми регуляции, мы можем выделить (с некоторой долей условности) две группы
ферментов: метаболические и регуляторные. В рассмотренном выше примере с
активацией липазы именно липаза участвует в образовании метаболического пути
жиров. Протеинкиназа и протеинфосфатаза — регуляторные ферменты: они не
участвуют непосредственно в образовании метаболического пути жиров, а лишь
ускоряют (протеинкиназа) или замедляют (протеинфосфатаза) его протекание.
Как мы увидим в дальнейшем, множество механизмов регуляции метаболизма, а
также и других функций клетки связано с регуляторными ферментами.
ИЗОФЕРМЕНТЫ
Изоферменты, как и другие изофункциональные белки, выполняют одинаковую
функцию, т. е. катализируют одну и ту же реакцию. Однако по ряду свойств изо­
ферменты могут различаться, например по молекулярной активности, по кинети­
ке реакции, по способам регуляции, по стабильности. В основе особенностей изо­
ферментов лежат генетически обусловленные различия их первичной структуры,
обычно небольшие. Формы ферментов, образующиеся в результате модификации
их молекул уже после синтеза, не называют изоферментами. Например, не явля­
ются изоферментами фосфорилированная и дефосфорилированная липазы жи­
ровой ткани.
Приведем в качестве примера изоферментов глюкокиназу и гексокиназу. Обе
эти киназы катализируют превращение глюкозы в глюкозо-б-фосфат, но различа­
ются по значению константы Михаэлиса, а также по локализации в организме:
глюкокиназа — это фермент печени, а гексокиназа обнаруживается в печени,
мышцах и многих других тканях. Физиологическое значение этих различий глю­
кокиназы и гексокиназы описано в гл. 9.
Если фермент имеет олигомерную структуру и построен из неидентичных про­
томеров, то изоферменты могут получаться в результате различных комбинаций
протомеров, подобно тому, как это имеет место в случае неферментного белка ге­
моглобина (гемоглобины A, F, A2). Например, лактатдегидрогеназа представляет
4 —4 9 6